1. vydání. Editorka Hana Kolářová, 2012 Univerzita Palackého v Olomouci, 2012

Transkript

1

2

3 1. vydání Editorka Hana Kolářová, 2012 Univerzita Palackého v Olomouci, 2012 Neoprávněné užití tohoto díla je porušením autorských práv a může zakládat občanskoprávní, správněprávní, popř. trestněprávní odpovědnost. ISBN

4 OBSAH: PŘEDNÁŠKOVÁ SEKCE Funkcionalizovaná nanovlákna pro využití v medicíně Amler E., kol Statistické zhodnocení výsledků měření krevního tlaku na praktických cvičeních z biofyziky Běláček J., Kymplová J Využití fyziky mění postupy v gastroenterologii Beneš J Vývoj indikací litotrypse rázovou vlnou za 20 let Beneš J., Petřík A Mechanické vlastnosti ortodontického zámku Bezrouk A., Polma R., Záhora J., Hejtmánek F., Folbr J., Hanuš J Hladinové koaxiální zvlákňování pro masivní produkci nanovláken druhé generace Buzgo M., Vysloužilová L., Míčková A., Benešová J., Pokorná H., Lukáš D., Amler E Pozorování účinků rázových vln na buněčných suspenzích Dibdiak L., Hoffer P., Šunka P., Filová E., Míčková A., Beneš J Význam viskoelasticity pro biomechaniku Ďoubal S Nanovlákna typu jadro-plášt s lipozómami s postupným uvolňovaním rastových faktorov Filová E., Buzgo M., Míčková A., Rampichová M., Plencner M., Tesařová M., Amler E Porovnání účinku porfyrinových fotosensitizerů při aplikaci fotodynamické terapie na buněčné nádorové i nenádorové linie a bakteriální kmeny Hanáková A., Bogdanová K., Kolářová H Molekulární zobrazení významný doplněk moderních zobrazovacích metod Hrazdira I

5 Některé problémy při statistickém vyhodnocení medicínských dat Kaspříková N Prohloubení odborné spolupráce a propojení ústavů lékařské biofyziky na lékařských fakultách v České republice Kolářová H Elektromagnetické biosignály a elektromagnetické žiarenie v elektronickom vzdelávaní lekárskej biofyziky - prvý rok riešenia projektu Kozlíková K., Trnka M Elektrofyziologická odpověď při narušení temporální regularity zrakové stimulace: detekce v mozku a biosignálech Kremláček J., Langrová J., Kuba M., Kubová Z., Szanyi J., Vít F Společný portál testových otázek z lékařské biofyziky Kvašňák E Ozařování plísní a kůže excimerovým laserem pro stanovení parametrů léčby onychomykózy Kymplová J., Urzová J., Mikšovský J., Dušek K., Bauerová L Stručná historie Dnů lékařské biofyziky v číslech Maryšková V., Hrazdira I., Mornstein V Srovnání adsorbérů pro LDL-aferézy Mašín V., Bláha M Využití platformy reálného času s FPGA v biotechnologiích - automatizace mimotělního okruhu při transplantaci ledvin u NHBD dárců Matějka R., Moláček J., Holubová A., Pézlová A., Rosina J Co je nového na alternativní scéně? Mornstein V Analýza proteómu nádorovej línie MCF-7 pomocou MALDI-TOF/TOF Petrovič M., Tkáčiková S., Talian I., Sabo J Studium fotodynamické aktivity porfyrinových fotosensitizerů na nádorové buněčné linii MCF7 Pížová K., Kriegová E., Petřek M., Kolářová H

6 Srážlivost krve a povrchové napětí Růžička J., Dejmek J., Kubeš Z., Bolek L., Beneš J Analýza rozptylu pro opakovaná měření Stránský P Skleróza multiplex a celotělová kryoterapie Strnad P., Forýtková L., Šmuk L., Projekty EU a ochrana duševního vlastnictví Špunda M Metody pro testování rozlišování zvukových stimulů u laboratorních zvířat Šuta D., Kvašňák E., Vránová J., Rosina J Vplyv cyklofosfamidu na bunkovú líniu MCF-7 liečenú docetaxelom a doxorubicínom Trebuňová M., Laputková G., Lacjaková K., Vérebová A., Géci I., Sabo J Vliv poruch sondy sonografu na kvalitativní parametry ultrazvukového B-obrazu Vachutka J., Doležal L OPTIMED - optimalizovaná výuka všeobecného lékařství: horizontální a vertikální propojení, inovace a efektivita pro praxi; příspěvek Biofyzikálního ústavu k řešení projektu Vlk D., Bienertová Vašků J., Mornstein V., Štěrba J Fantom pro diagnostický ultrazvuk a dopplerovské vyšetření Vránová J., Matějka R., Rosina J., Kostrhun T., Kvašňák E., Šuta D Formování svazků axonů a jejich třídění adhezivními interakcemi Zápotocký M., Šmít D., Fouquet C., Trembleau A POSTEROVÁ SEKCE Inovace elektrokardiografické metody zařazené do praktické výuky předmětu Lékařské biofyziky Bajgar R., Binder S., Kolářová H Měření povrchové teploty pomocí termovizní kamery Bernard V., Staffa E., Mornstein V

7 Plazmatická úprava PVA nanovláken za účelem zvýšení adheze buněk Bezděková D., Lukášová V Photodynamic effect of newly synthesized phtalocyanines Binder S., Bajgar R., Dašková A., Tománková K., Pížová K., Kolářová H Constructing Folksonomy for Search Engine of RICHE Project Platform Bourek A., Alexandrov M., Lopez R., Forýtková L Súčasné trendy praktickej výučby anglicky hovoriacich študentov na lekárskych fakultách Ferencová, E., Kukurová, E Porovnanie subpopulácie SP a NonSP buniek nádorovej línie A549 na proteomickej úrovni Chmelová M., Mikeš J., Mikešová L., Zsihovicsová Z., Bober P., Kováčová V., Talian I., Sabo J Účinok nespolymerizovaných monomérov akrylamidu na identifikáciu proteínov využitím MALDI-TOF-MS Kováčová V., Talian I., Petrovič M., Sabo J Vplyv celotelovej kryoterapie na vybrané hemodynamické charakteristiky Kráľová, E., Lukáč, Š Biofyzikálne aspekty fototerapie biostimulom Kukurová E., Weis M., Krucký K., Ferencová E., Adamcová Š Stanovení míry shody dvou posuzovatelů vhodnost použití Cohenova kappa Langová K., Zapletalová J., Ličman L Dvojrozmerná gélová elektroforéza jako súčasť proteomickej analýzy Laputková G., Trebuňová M., Géci I., Sabo J Analýza proteomu v nádorových buňkách po použití fotodynamické terapie Lenobelová H., Lenobel R., Kolářová H Mikroskopie atomárních sil operační módy Malohlava J., Tománková K., Kolářová H

8 Core/Shell Nanofibers with Embedded Liposomes as a Drug Delivery System Mickova A., Buzgo M., Benada O., Rampichova M., Fisar Z., Filova E., Tesarova M., Lukas D., Vocetkova K., Amler E Kombinace sonodynamické a fotodynamické terapie v podmínkách in vitro Pížová K., Tománková K., Kolářová H Vliv konfigurace biventrikulárních kardiostimulátorů na vývoj parametrů kardiostimulace Procházka A D smart composite scaffold seeded with MSC for bone regeneration in vivo Prosecká E., Rampichová M., Lytvynetse A., Vojtová L., Vajner L., Kochová P.,Tonar Z.,Plencner M., Buzgo M., Amler E D strukturovaná nanovlákna z polykaprolaktonu zlepšují migraci, proliferaci a osteogenní diferenciaci mesenchymálních kmenových buněk Rampichová M., Chvojka J., Buzgo M., Prosecká E., Mikeš P., Benešová J., Vysloužilová L., Kochová P., Gregor T., Lukáš D., Amler E Srovnání různých přístupů hranové detekce končetinových tepen v podélném řezu ultrazvukového obrazu Sedlář M., Mornstein V., Ruttner M Hodnocení revaskularizace dolních končetin za pomocí termografických měření - modelová studie Staffa E., Vlk D., Vlachovský R Variabilita vybraných texturních měr v ultrasonografickém snímku v závislosti na hloubce analyzovaného regionu Šrámek J., Sedlář M., Škorpíková J Inovace praktické výuky Lékařské biofyziky na Lékařské fakultě Univerzity Palackého v Olomouci Tománková K., Kolář P., Malohlava J High resolution melting analýza bunkovej línie MCF-7 Trebuňová M., Laputková G, Lacjaková K., Vérebová A., Géci I., Sabo J

9 Změny velikosti jaderných pórů po aplikaci terapeutického ultrazvuku Vaškovicová N., Janisch R., Škorpíková J Nový fotosensitizér - hydroxyhlinitý ftalocyanin - pro fotodynamickou terapii Větvička D., Zadinová M., Nekvasil M., Beneš J., Ježek P., Rakušan J., Karásková M., Poučková P Metodika separace a ablace rohovkové tkáně pomocí femtosekundového a excimerového laseru Vlasák O., Škorpíková J., Kalandrová V Využití biofyzikálních měření ve výuce budoucích učitelů fyziky SŠ Volná M., Kubínek R Vzdálená měření ve výuce lékařské biofyziky Záhora J., Jezbera D Analysis of functionalized mica substrates for AFM imaging of DNA Zapletalová H., Malohlava J., Tománková K., Kolářová H Nový zdroj rázových vln a možnosti jeho využití v medicíně Zeman J., Beneš J., Poučková P., Zadinová M., Dibdiak L., Šunka P., Lukeš P., Hoffer P Umělý pacient METI ECS na FBMI a jeho využití ve výuce Žižka A., Rožánek M., Kudrna P

10 PŘEDNÁŠKOVÁ SEKCE

11

12 FUNKCIONALIZOVANÁ NANOVLÁKNA PRO VYUŽITÍ V MEDICÍNĚ Amler E. 1,2,3, kol. 1 Fakulta biomedicínského inženýrství, ČVUT, Kladno 2 Ústav biofyziky, 2. LF UK, Praha 3 Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i., Praha Nanovlákna mají řadu výhod, pro která je jejich aplikace v regenerativní medicíně a tkáňovém inženýrství perspektivní. Jedná se o krytí poškození, ať už vnitřního (šlachy, vazy) či vnějšího (kožní kryty). Samotné krytí ran však může být doprovázeno další přidanou funkcí nanovláken. Nanovlákna totiž mohou sloužit jako systémy řízeného dodávání léčiv a bioaktivních látek či jako nosiče pro adhezi, proliferaci a diferenciaci buněk. Praktická aplikace těchto systémů obohacených nosičů, ve kterých jsou buňky opracovány in vitro, však naráží na řadu velmi těžce překonatelných překážek spojených s novými evropskými regulačními předpisy a normativy. Řešením výše zmíněných problémů je příprava funkcionalizovaných nanovláken s hlavním cílem přenést manipulaci s buňkami do samotného organismu. Tímto postupem se vyhneme nutnosti dlouhého a obtížného procesu doprovázející schvalování léčiv, neboť se můžeme pohybovat na bázi zdravotnického prostředku. Vnější a vnitřní funkcionalizace nanovláken je nezbytnou podmínkou pro dosažení tohoto cíle. Dosavadní výsledky dosažené v této oblasti naší skupinou jsou obsahem sdělení. Práce vznikla za podpory projektů MŠMT - project ERA-NET CARSILA č. ME 10145, GA ČR č. P304/10/1307, IGA MZČR NT

13 STATISTICKÉ ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ MĚŘENÍ KREVNÍHO TLAKU NA PRAKTICKÝCH CVIČENÍCH Z BIOFYZIKY Běláček J., Kymplová J. Ústav biofyziky a informatiky 1. LF UK Praha V příspěvku [1] bylo poukázáno na možnost využití dat získaných na základě protokolů z měření krevního tlaku (KT) studenty 1. LF UK Praha na praktických cvičeních z biofyziky. Tamtéž byla provedena ilustrace možného zhodnocení těchto dat ve formě regresního modelu prokazujícího statisticky významné závislosti KT (za různých podmínek měření) na BMI a na pohlaví studentů (viz také [2]). Předmětem tohoto příspěvku je provést hlubší statistickou analýzu pořízených dat (o rozsahu N 511) s cílem přesnější identifikace a objektivizace dosud neformalizovaných záležitostí (vliv tepové frekvence na hodnoty KT, porovnání tří použitých metod měření s důrazem na přesnost a kvalitu měření). Základním modelem pro analýzu bude vícefaktoriální ANOVA pro několik faktorů fixních (pohlaví, výška, váha, tepová frekvence) a faktory opakování měření (systolický vs. diastolický KT, měření na pravé vs. levé ruce, opakování pokusů a tři způsoby měření - palpační, auskultační a digitální metodou). Detailněji budou ověřeny zejména varianční předpoklady použitých ANOVA modelů (testy rovnosti rozptylů mezi skupinami a smíšené modely). Porovnání přesnosti metod měření bude provedeno variantně několika způsoby (vyčíslení absolutní a relativní chyby měření). Příspěvek si klade za cíl glosovat zcela reálnou možnost nesplnění formálních předpokladů běžně aplikovaných statistických postupů (jmenovitě pro vícefaktoriální ANOVA nebo pro stanovení chyby měření ) a naznačit možnosti jejich verifikace v rámci běžně dostupných SW aplikací (Excel, Statistica, SPSS). [1] KYMPLOVÁ J, BĚLÁČEK J, SOVA J: E-learning ve výuce biofyziky a jeho využití ke sběru statistických dat. In Štengl M (ed): Sborník abstrakt XXXIV. dnů lékářské biofyziky. Plzeň, Ústav biofyziky, Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Plzni, ISBN , 2011, str.11 [2] SOVA J: Zhodnocení výsledků různých metod experimentálních měření tlaku krve u studentů 1.LF UK Praha. Bakalářská práce, 1 LF UK Praha,

14 VYUŽITÍ FYZIKY MĚNÍ POSTUPY V GASTROENTEROLOGII Beneš J. Ústav biofyziky a informatiky a IV. interní klinika 1.LF UK v Praze Technika poskytuje nové možnosti v lékařství a zdravotník již není pasivním příjemcem, ale volbou fyzikálních parametrů se na výsledku terapie či diagnostiky aktivně podílí. První výraznější aplikace fyziky a techniky v gastroenterologii byla využitím rentgenu. Kontrastní vyšetření trávicí trubice zavedené více jak před 40 lety má dosud nezastupitelné indikace. Zavedení endoskopie mělo 4 základní časové posuny. Byl to vynález zdroje světla (1879), použití vláknové optiky (1957), endoskopická papilotomie (1972) a použití CCD čipu (1974) pro možnost videoendoskopie. Přes odlišnost každé této změny jde vždy o radikální klinické zlepšení. Endoskopie diagnostická ustupuje a narůstá terapeutických výkonů. Endoskopická papilotomie otevřela léčbu žlučových cest a pankreatu, a tak 95 % litiázy ve žlučových cestách je vyřešeno endoskopickou extrakcí. Diagnostiku v GIT zlepšují endoskopické kapsle, měření manometrická, ph-metrická a vyšetření izotopová. Dominantní především v hepatologii a pro nemoci pankreatu je ultrazvukové vyšetření, umožňující provádět cílené biopsie. Endoskopická sonografie (endosonografie) zobrazuje vrstvy stěny a tkáně v okolí endoskopu. CT přístroje se zlepšily ve zpracováním dat a změněnou techniky snímání, že zobrazení je zrychleno a jsou jak možné třírozměrné vyšetření v reálném čase, ale i CT kolografie, která má obraz podobný endoskopii. Nevýhodou spirálních CT je radiační zátěž (až 5 msv). Pokrok by zde se mohl očekávat od magnetické rezonanční kolografie, která poskytuje tři různé obrazy bez ionizačního záření. Tyto nové diagnostické metody nenahradí například polypektomii při koloskopii nebo chirurgický výkon. Technika tedy na jedné straně rozšiřuje možnosti, na straně druhé ubývá některých výkonů a klesá erudice lékařů v těchto metodách. I zde pomáhá technika vývojem trenažérů a prostorovém 3D zobrazení endoskopického přístroje. Zvláštní význam má vyšetření PET/CT, což je v některých indikací přesnější než dosud presentované techniky. Technika v gastroenterologii radikálně zlepšila diagnostiku a umožňuje i provádět terapeutické výkony. Přesto by neměl být opomíjen normální osobní přístup k nemocnému, který je obvykle na lůžku a ne v datovém mediu či v trojrozměrné datové matici. 13

15 VÝVOJ INDIKACÍ LITOTRYPSE RÁZOVOU VLNOU ZA 20 LET Beneš J. 1, Petřík A. 2 1 Ústav biofyziky a informatiky a IV. interní klinika 1LF UK v Praze 2 Urologické oddělení Nemocnice České Budějovice Extrakorporální litotrypse (ESWL) je indikována pro fragmentaci konkrementů asi 25 let. Nejprve pro ledvinové kameny, a počátkem 90 let byly indikace i k léčbě cholitiázy. Postupný byl i vývoj nových přístrojů, ale není jednoznačné, zdali dosahují lepších výsledků, či nikoliv. Přínosem pro ESWL je nativní spirální CT predikující výsledek ESWL změřením hloubky konkrementu, také odhadem složení, což ovlivňuje výsledek terapie. V indikaci ESWL při terapii nefrolitiázy nedochází k podstatným změnám, stále platí hranice 20 mm z hlediska velikosti. V terapii ureterolitiázy se ureteroskopie stala indikačně srovnatelnou metodou, s ESWL. Pro indikaci ESWL však stále hovoří nižší invazivita. V úzké indikaci byla ESWL prováděna pro drobné konkrementy ve žlučníku v kombinaci s disolucí. Tyto indikace presentované před asi 15 lety pro cholecystolitiázu se již opouští a litiáza žlučníku nemá být indikována k ESWL. Choledocholitiáza je řešena endoskopicky. U obtížnějších konkrementů může endoskopické řešení selhat a lze zvažovat ESWL. Pro hepatikolitiázu je ESWL metodou volby. Sdělení presentuje 78 nemocných, kde došlo v letech 1992 až 1997 k vymizení cholecystolitiázy po ESWL a disoluci. S odstupem 5-15 let se podařilo sledovat 58 těchto vyléčených. U 48 po vymizení fragmentů došlo s uvedeným odstupem k recidivě litiázy ve žlučníku. U 168 nemocných s choledocholitiázou v období pro obtížnou choledocholitiázu byla indikována extrakorporální litotrypse rázovou vlnou. Dobré výsledky jsou u litiázy v pankreatickém vývodu a u hepatikolitiázy. Kromě masivního rozšíření RV v ortopedii pro léčbu úponových bolestí ukazuji i další možnosti rázových vln. Podobně jako vysoko intenzivní fokusovaný ultrazvuk lze u tandemových dvojrázů očekávat i možnost klinické onkologické aplikace k paliativní destrukci tumorů. Zatím jsou řešeny schvalovací řízení pro tyto nové klinické aplikace. Práce vznikla svobodně bez podpory 14

16 MECHANICKÉ VLASTNOSTI ORTODONTICKÉHO ZÁMKU Bezrouk A., Polma R., Záhora J., Hejtmánek F., Folbr J., Hanuš J. Ústav lékařské biofyziky, LF UK v Hradci Králové Úvod: Rozměrová přesnost slotu ortodontického zámku je stěžejním faktorem úspěšnosti ortodontické terapie. Přesnost je též prevencí ztráty torze a případného zaseknutí pohybu zámku po drátu. Našim cílem bylo změřit přesnosti vybraných zámků a výsledky statisticky srovnat s nominálními hodnotami a výsledky již publikovanými. Materiály a metody: Sloty tří zámků na horní pravý špičák: Equilibrum 2 (Dentaurum), Minisprint (Forestadent) a samoligující Mpower (American Orthodontics) o garantovaném rozměru 0,022 place (0,5588 mm) byly změřeny ve vestibuloorálním směru u báze a vrcholu slotu. Měření bylo provedeno 30x pro oba rozměry. K měření byly použity: mikroskop Nikon 90i - 5x zvětšující objektiv, kalibrovaný posuvný systém PRIOR, software NIS ELEMENTS AR 3.20, MS Excel a StatProMed. Bylo provedeno statistické srovnání pomocí t-testu s nominálními hodnotami 0,5588 mm a výsledky dříve publikovanými. Výsledky: Z dostupných publikací vyplývá, že největší odchylku vykazovaly zámky firmy Ormco - Damon II SL Roth - byly o 15,03 % větší. Naopak nejmenší odchylku vykazovaly zámky firmy RMO - Quasar - byly o 0,45 % menší. Z námi změřených zámků vykazovaly největší odchylku Minisprint firmy Forestadent - byly o (10,23 +/- 2,08) % větší. Nejmenší odchylku měly zámky firmy Dantaurum - equilibrium 2 - byly o (4,71 +/- 2,06) % větší. Z našich statistických analýz vyplynulo, že všechny námi změřené sloty zámku se na hladině významnosti 5 % statisticky významně liší od nominální velikosti 0,5588 mm. Všechny námi změřené sloty zámků se též na hladině významnosti 5 % statisticky významně liší od dříve publikovaných výsledků. Závěr: Ortodontista by měl mít stále na paměti možnost existence výrazně odlišných rozměrů zámků než je nominální hodnota. Rozdílnost výsledků našich a dříve publikovaných měření ukazuje na velkou variabilitu v přesnosti výroby konkrétních zámků jednoho výrobce. Z pohledu ortodontické praxe je vhodné, aby výrobce uváděl přesnost slotu u konkrétní výrobní šarže zámků. Práce vznikla za podpory projektu: Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové, projekt PRVOUK. 15

17 HLADINOVÉ KOAXIÁLNÍ ZVLÁKŇOVÁNÍ PRO MASIVNÍ PRODUKCI NANOVLÁKEN DRUHÉ GENERACE Buzgo M. 1, Vysloužilová L. 2, Míčková A. 1, Benešová J. 1, Pokorná H. 1, Lukáš D. 2, Amler E. 1 1 Fakulta biomedicínského inženýrství, ČVUT Praha 2 Katedra netkaných textílií, TUL Liberec Biomedicínské technologie založené na pokročilých polymerních nosičích představují nadějný přístup k léčbě řady tkáňových poškození a chorob. Koaxiální nanovlákenné nosiče vytvořené metodou elektrostatického zvlákňování kombinují výhodné vlastnosti nanovlákenných nosičů s možností řízeného dodávání bioaktivních látek. Tyto nanovlákna druhé generace se strukturou jádro-obal mohou být využívány pro regulované dodávání léčiv, proteinů, DNA a dalších molekul dle konkrétní aplikace. Přenášené molekuly jsou bezpečně uložené uvnitř vláken a tím chráněné před poškozením vnějšími vlivy. Systémy pro tvorbu koaxiálních nanovláken jsou založené na zvlákňování z jehlových elektrod, které mají omezenou výrobní kapacitu a neumožňují tak efektivní přenos technologie do biomedicínské praxe. Zvlákňování z hladiny se v případě nekoaxiálních nanovláken ukázalo jako vhodná metoda pro zvýšení výrobnosti procesu elektrostatického zvlákňování. V současném příspěvku představujeme první technologii koaxiálního elektrostatického zvlákňování z hladiny. Metoda je založena na současném zvlákňování z dvou na sobě uložených polymerních vrstev. Produkce nanovláken byla řádově zvýšena díky formaci více než 40 vlákenných trysek v porovnání s 1 vlákennou tryskou pro jehlovou koaxiální elektrodu. Pomocí konfokální mikroskopie a fluorescenční spektroskopie jsme potvrdili koaxiální charakter produkovaných vláken. Prezentovaná data ukazují, že technologie hladinového zvlákňování umožňuje masivní výrobu koaxiálních nanovláken a tím otvírá cestu pro jejich využití v biomedicínských aplikacích. Práce vznikla za podpory projektu GA UK č

18 POZOROVÁNÍ ÚČINKŮ RÁZOVÝCH VLN NA BUNĚČNÝCH SUSPENZÍCH Dibdiak L. 1,2, Hoffer P. 3, Šunka P. 3, Filová E. 2,4, Míčková A. 2,4,5, Beneš J. 1,2 1 Ústav biofyziky a informatiky, 1. LF UK, Praha 2 Fakulta biomedicínského inženýrství, ČVUT, Kladno 3 Ústav fyziky plazmatu, AVČR, Praha 4 Ústav experimentální medicíny AVČR, Praha 5 Ústav lékařské biofyziky, 2. LF UK, Praha Přednáška se týká výzkumu vzájemné interakce rázových vln, fokusovaných do společného ohniska, s různými typy buněčných suspenzí a erytrocyty. Cílem bylo zjištění účinků kolabujících kavitací, vznikajících při interakci rázové vlny s exponovaným objekty, jako jsou suspenze erytrocytů, lymfocytů, linie T-lymfocytárních buněk J-JHAN, 3T3-fibroblastů a primárních chondrocytů. U erytrocytů se spektrofotometricky stanovovala koncentrace volného hemoglobinu po exponování. U lymfocytů a buněčných suspenzí se hodnotila viabilita pomocí barvení Trypanovou modří nebo pomocí metody MTS (Promega). Již od 80 rázů došlo k signifikantnímu poklesu viability chondrocytů, 3T3- fibroblastů a J-JHAN. U 160 a 320 rázů došlo k dalšímu signifikantnímu poklesu viability u všech typů buněk téměř na 0. Přítomnost vakua neměla vliv na viabilitu buněk. U erytrocytů se zvyšovala koncentrace volného hemoglobinu v plazmě s množstvím aplikovaných rázů. Rázová vlna způsobila sníženou viabilitu buněk v suspenzi již při 80 rázech a poškození rostlo s počtem rázů. Zvyšující se poškození erytrocytů vedlo k vzrůstající koncentraci volného hemoglobinu v plazmě. Práce vznikla za podpory projektu grant č. GA202/09/1151 Grantová agentura ČR, grant č. P304/10/1307 Grantová agentura ČR, grant č Grantová agentura UK, grant č. NT12156 IGA MZ ČR, 17

19 VÝZNAM VISKOELASTICITY PRO BIOMECHANIKU Ďoubal S. Ústav lékařské biofyziky, LF UK v Hradci Králové Jedním z hlavních problémů biomechaniky je nalezení vztahů mezi silami, které působí na těleso a vzniklými deformacemi. Vzhledem k tomu, že biologické struktury jsou zpravidla namáhány dynamicky, je třeba mít k dispozici kvantitativní vyjádření relací mezi měnícími se silami odpovídajícími časově se měnícími deformacemi. Klasický popis vychází z modulů pružnosti, případně ze závislostí mezi mechanickým napětím a relativní deformací. Implicitně tento přístup obsahuje premisu, že při dynamickém zatěžování je chování shodné jako u chování statického. Lze ukázat, že tento předpoklad je obecně nesprávný. Dynamické chování těles ovlivňují ztráty energie při pohybu těles, tyto ztráty se projevují existencí viskózní složky v mechanickém chování. Mluvíme o viskoelasticitě a o viskoelastickém chování těles a struktur. Tradičně se viskoelasticita popisuje tzv. reologickými modely (Kelvinovo těleso apod.) a parametry těchto modelů. Tento přístup je v dnešní době možno považovat za překonaný a je nahrazován popisem pomocí komplexních modulů pružnosti. Obecněji pomocí operátorové dynamické tuhosti nebo komplexní dynamické tuhosti. Viskózní složka mechanického chování ovlivňuje pevnost struktur při dynamickém namáhání, vede mimo jiné, k růstu tuhosti v závislosti na frekvenci a zpomaluje deformační odezvu na změnu namáhání. V současné době se k měření viskoelasticity používá měření frekvenčních charakteristik (dynamic mechanical analysis - DMA) nebo resonanční metodika měření komplexních modulů a komplexních tuhostí. 18

20 NANOVLÁKNA TYPU JADRO-PLÁŠT S LIPOZÓMAMI S POSTUPNÝM UVOLŇOVANÍM RASTOVÝCH FAKTOROV Filová E. 1,2, Buzgo M. 1,3, Míčková A. 1,2,3, Rampichová M. 1,2,3, Plencner M. 1,2,3, Tesařová M. 4, Amler E. 1,2,3 1 Fakulta biomedicínského inženýrství, ČVUT, Kladno 2 Ústav experimentální medicíny AVČR, Praha 3 Ústav biofyziky, 2. LF UK, Praha 4 Parazitologický ústav, Biologické centrum AVČR, České Budějovice Regenerácia tkanív môže byť pozitívne ovplyvnená riadeným uvoľňovaním liečiv z implantovaných matríc. Zabudovanie rastových faktorov do lipozómov v jadre nanovlákna zvyšuje stabilitu rastových faktorov a ich účinok na bunku. Pripravili sme nanovlákna jadro/plášť z polyvinylalkoholu/ polykaprolaktónu (PVA/PCL) s lipozómami s obsahom rastových faktorov bfgf, IGF-I and TGF beta 1 (Lip-PVA/PCL) v jadre z PVA a kontrolné nanovlákna s rastovými faktormi zamiešanými v jadre (PVA/PCL). Testovali sme viabilitu (MTS test) a proliferáciu mezenchymálnych kmeňových buniek na nanovláknach pomocou testov BrdU (kolorimetricky, Roche) a Quant-iT PicoGreen dsdna (Molecular Probes). Bunky boli vizualizované pomocou konfokálnej mikroskopie. Uvoľňovanie rastových faktorov bolo hodnotené pomocou enzyme-linked immunosorbent assay. Bunky na Lip-PVA/PCL vykazovali signifikantne vyššiu viabilitu a proliferáciu ako na PVA/PCL matriciach vo všetkých testoch. Vyššia hustota buniek bola pozorovaná na lip-pva/pcl. Uvoľňovacia krivka rastových faktorov bola nižšia u Lip-PVA/PCL ako u PVA/PCL nanovláken. PVA/PCL nanovlákna typu jadro/plášť s lipozómami sú vhodné na použitie na regeneráciu tkanív ako nový systém s postupným uvoľňovaním liečiv. Štúdia bola podporená Grantovou agenturou Akademie věd ČR, grant č. IAA , MŠMT ČR granty č. 1M0510 (1M ) a NPV II 2B06130, AVČR - AV0Z č. AV0Z and AV0Z , Grantovou agentúrou UK, grant č , IGA MZ ČR, grant č.nt

21 POROVNÁNÍ ÚČINKU PORFYRINOVÝCH FOTOSENSITIZERŮ PŘI APLIKACI FOTODYNAMICKÉ TERAPIE NA BUNĚČNÉ NÁDOROVÉ I NENÁDOROVÉ LINIE A BAKTERIÁLNÍ KMENY Hanáková A. 1, Bogdanová K. 2, Kolářová H. 1 1 Ústav lékařské biofyziky, Ústav molekulární a translační medicíny, LF UP v Olomouci 2 Ústav mikrobiologie, LF UP v Olomouci Fotodynamická terapie (PDT) je v dnešní době jednou z alternativ neinvazivního způsobu léčby nádorových i nenádorových onemocnění. Jelikož také stále narůstá rezistence bakterií vůči léčbě antibiotiky, nabízí se jako další varianta aplikace v antimikrobiální oblasti. Podstatou terapie je použití fotosensitizeru, jeho aktivace světlem o vhodné vlnové délce, shodné s jeho absorpčním maximem. Následně vznikají volné radikály, které způsobují buněčnou smrt (cestou apoptózy nebo nekrózy). V naší studii jsme porovnávali účinek dvou fotosensitizerů TMPyP a ZnTPPS 4 při aplikaci na nádorovou a nenádorovou linii. Pro srovnání jsme provedli totéž na dva bakteriální kmeny Staphylococcus aureus a Pseudomonas aeruginosa. Vliv terapie u buněčných linií jsme ověřovali jak pomocí vzniklé výsledné koncentrace H 2 O 2 stanovené fluorescenční značkou CM-H 2 DCFDA, tak procentuálně vyhodnocením životností z absorbancí po provedení MTT testu. Použili jsme světlo o vlnové délce 414 nm a dávky ozáření 0 až 10 J/cm 2. Koncentrace látek inkubovaných 24 hodin za vhodných podmínek, se pohybovaly v rozmezí 0,5 až 50 µm. Bakteriální kmeny se nejprve nechaly 60 minut kultivovat v bujonu, poté se 90 minut inkubovaly s fotosensitizery o koncentracích 0,78 až 100 µm za vhodných podmínek. Poté se ozářily dávkami světla 0 až 150 J/cm 2. Po následném 24-hodinovém proměření jsme sestavovali ze získaných hodnot absorbancí růstové křivky pro vyhodnocení úhynu bakterií. Na buněčné linie jsme prokázali vyšší účinnost pro fotosensitizer TMPyP, který v kombinaci s cyklodextrinem vykazoval vyšší účinek pro buněčnou linii NIH3T3, a to již při dávce ozáření 1 a 5 J/cm 2. U bakteriálních kmenů se lišily účinky v závislosti na použitém poměru fotosensitizer:cyklodextrin pro každou látku i kmen. Nejlepších výsledků se dosáhlo pro Staphylococcus aureus při dávkách ozáření 125 a 150 J/cm 2 pro vyšší koncentrace fotosensitizerů. Práce vznikla za podpory projektů 2192/2011/G3, 303/09/H048, CZ.1.05/2.1.00/ a LF_2011_

22 MOLEKULÁRNÍ ZOBRAZENÍ VÝZNAMNÝ DOPLNĚK MODERNÍCH ZOBRAZOVACÍCH METOD Hrazdira I. Biofyzikální ústav, LF MU Brno Molekulární zobrazení se v reálné podobě objevuje v poslední dekádě v průsečíku tří vědních oborů: fyziky, molekulární biologie a medicíny. Jeho nástrojem jsou specifické kontrastní látky. Metoda umožňuje vizualizaci a sledování molekulárních procesů v živém organismu s dvěma cíli: zpřesnění diagnostiky řady závažných onemocnění v jejich počátečních stadiích a zavedení a individualizace nových léčebných postupů. Sondy pro molekulární zobrazení musí mít dvě základní vlastnosti: afinitu k biologickému terči a schopnost snímání a zobrazení. Buněčným nebo subbuněčným terčem může být receptor na buněčném povrchu, protein, enzym, DNA nebo RNA. Afinita je zajišťována ligandy, což mohou být jak malé molekuly, tak makromolekuly. Snímání se uskutečňuje radioaktivním značením, fluorescenčními sondami nebo látkami zvyšujícími kontrast pro danou zobrazovací modalitu. Zobrazovací metody s možností molekulárního zobrazení: PET a SPECT radionuklidy. MRI paramagnetické nanočástice. Optické zobrazení fluorescenční molekulární sondy. Ultrazvukové zobrazení molekulárně cílené mikrosféry a mikročástice. Fotoakustické zobrazení opticky excitovatelné kontrastní látky. Ramanova spektroskopie a mikroskopie ultracitlivá detekce biomolekul. Molekulární zobrazení je spojeno se zaváděním některých nových termínů. Nejvýznamnějším je teranostika (theranostics), což označuje techniku integrující diagnostiku a terapii selektivně podle genotypu pacienta. Poskytuje detaily o onemocnění, které dříve nemohlo být lokalizováno nebo diferencováno. Je cestou k perzonalizované medicíně, čímž se rozumí identifikace osobní predispozice k určité nemoci za použití genomických a molekulárních dat. V současné době je molekulární zobrazení klinicky využíváno jen u PET a SPECT. U všech ostatních moderních zobrazovacích metod je molekulární zobrazení zatím ve stadiu experimentálních nebo preklinických zkoušek. 21